автоматско обликување

Леарниците сè повеќе ја прифаќаат автоматизацијата на процесите водена од податоци за да постигнат долгорочни цели за повисок квалитет, помалку отпад, максимално време на работа и минимални трошоци. Целосно интегрираната дигитална синхронизација на процесите на лиење и обликување (беспрекорно леење) е особено вредна за леарниците кои се соочуваат со предизвиците на производство точно на време, намалени времиња на циклуси и почести промени на моделите. Со автоматизирани системи за обликување и леење кои беспрекорно се поврзуваат, процесот на леење станува побрз и деловите со повисок квалитет се произведуваат поконзистентно. Автоматизираниот процес на лиење вклучува следење на температурата на лиење, како и внесување на материјал за инокулација и проверка на секој калап. Ова го подобрува квалитетот на секое леење и ја намалува стапката на отпад. Оваа сеопфатна автоматизација, исто така, ја намалува потребата од оператори со долгогодишно специјализирано искуство. Операциите, исто така, стануваат побезбедни бидејќи се вклучени помалку работници во целина. Оваа визија не е визија за иднината; Ова се случува сега. Алатки како што се автоматизација на леарници и роботика, собирање и анализа на податоци еволуирале со децении, но напредокот неодамна се забрза со развојот на прифатливо високо-перформансно пресметување и напредни мрежни сензори од Industry 4.0 и компатибилни контролни системи. Решенијата и партнерите сега им овозможуваат на леарниците да создадат робусна, интелигентна инфраструктура за поддршка на поамбициозни проекти, здружувајќи повеќе претходно независни подпроцеси за да ги координираат своите напори. Складирањето и анализата на податоците од процесот собрани од овие автоматизирани, интегрирани системи, исто така, отвора врата кон еден виртуозен циклус на континуирано подобрување водено од податоци. Леарниците можат да собираат и анализираат параметри на процесот преку испитување на историските податоци за да пронајдат корелации меѓу нив и резултатите од процесот. Автоматизираниот процес потоа обезбедува транспарентна средина во која сите подобрувања идентификувани со анализата можат темелно и брзо да се тестираат, потврдат и, каде што е можно, да се имплементираат.
Предизвици со беспрекорно лиење Поради трендот кон производство точно на време, клиентите што користат линии за лиење DISAMATIC® честопати мора често да ги менуваат моделите помеѓу мали серии. Користејќи опрема како што е Автоматска менувачка прашок (APC) или Брза менувачка прашок (QPC) од DISA, шаблоните може да се менуваат за само една минута. Како што се случуваат промени на шаблонот со голема брзина, тесното грло во процесот има тенденција да се помести кон истурање - времето потребно за рачно поместување на резервоарот за истурање по промена на шаблонот. Бесшевното леење е најдобриот начин да се подобри овој чекор од процесот на леење. Иако леењето е често веќе делумно автоматизирано, целосната автоматизација бара беспрекорна интеграција на контролните системи на линијата за лиење и опремата за полнење, така што тие работат целосно синхроно во сите можни работни ситуации. За да се постигне ова сигурно, единицата за истурање мора точно да знае каде е безбедно да се истури следниот калап и, доколку е потребно, да ја прилагоди положбата на единицата за полнење. Постигнувањето ефикасно автоматско полнење во стабилен процес на производство на истиот калап не е толку тешко. Секој пат кога се прави нов калап, колоната од калапот се движи на исто растојание (дебелина на калапот). На овој начин, единицата за полнење може да остане во истата положба, подготвена да го пополни следниот празен калап откако ќе се запре производствената линија. Потребни се само мали прилагодувања на положбата за истурање за да се компензираат промените во дебелината на калапот предизвикани од промените во компресибилноста на песокот. Потребата за овие фини прилагодувања неодамна е дополнително намалена благодарение на новите карактеристики на линијата за лиење кои овозможуваат позициите на истурање да останат поконзистентни за време на конзистентно производство. Откако ќе заврши секое истурање, линијата за лиење повторно се движи еден потег, поставувајќи го следниот празен калап на место за да започне следното истурање. Додека ова се случува, уредот за полнење може да се наполни повторно. При промена на моделот, дебелината на калапот може да се промени, што бара сложена автоматизација. За разлика од хоризонталниот процес со песок, каде што висината на песокот е фиксна, вертикалниот процес DISAMATIC® може да ја прилагоди дебелината на калапот на точната дебелина потребна за секој сет модели за да се одржи константен сооднос песок-железо и да се земе предвид висината на моделот. Ова е голема придобивка во обезбедувањето оптимален квалитет на леење и искористување на ресурсите, но различните дебелини на калапот ја прават автоматската контрола на леењето попредизвикувачка. По промената на моделот, машината DISAMATIC® почнува да ја произведува следната серија калапи со иста дебелина, но машината за полнење на линијата сè уште ги полни калапите од претходниот модел, кој може да има различна дебелина на калапот. За да се справи со ова, линијата за лиење и постројката за полнење мора да работат беспрекорно како еден синхронизиран систем, произведувајќи калапи со една дебелина и безбедно истурајќи друга. Бесшевно истурање по промена на шаблонот. По промената на шаблонот, дебелината на преостанатиот калап помеѓу машините за лиење останува иста. Единицата за истурање направена од претходниот модел останува иста, но бидејќи новиот калап што излегува од машината за лиење може да биде подебел или потенок, целата низа може да се движи на различни растојанија во секој циклус - до дебелината на новата форма. Ова значи дека со секој удар на машината за лиење, системот за бесшевно леење мора да ја прилагоди положбата на леење како подготовка за следното леење. Откако ќе се истури претходната серија калапи, дебелината на калапот повторно станува константна и стабилното производство продолжува. На пример, ако новиот калап е дебел 150 mm, наместо калапот со дебелина од 200 mm кој сè уште се леел претходно, уредот за леење мора да се помести 50 mm назад кон машината за лиење со секој удар на машината за лиење за да биде во правилната положба за лиење. За да може постројката за лиење да се подготви за лиење кога колоната на калапот ќе престане да се движи, контролорот на постројката за полнење мора точно да знае во кој калап ќе се истура и кога и каде ќе пристигне во областа за лиење. Користејќи нов модел кој произведува дебели калапи додека лее тенки калапи, системот треба да може да лие два калапи во еден циклус. На пример, кога се прави калап со дијаметар од 400 mm и се истура калап со дијаметар од 200 mm, уредот за лиење мора да биде оддалечен 200 mm од машината за лиење за секој направен калап. Во одреден момент, ударот од 400 mm ќе турне два неполнети калапи со дијаметар од 200 mm надвор од можната област за лиење. Во овој случај, машината за лиење мора да почека додека уредот за полнење не заврши со лиење на двата калапи од 200 mm пред да премине на следниот удар. Или, при изработка на тенки калапи, истурачот мора да може целосно да го прескокне истурањето во циклусот, а сепак да истура дебели калапи. На пример, при изработка на калап со дијаметар од 200 mm и истурање калап со дијаметар од 400 mm, поставувањето на нов калап со дијаметар од 400 mm во областа за истурање значи дека треба да се направат два калапи со дијаметар од 200 mm. Следењето, пресметките и размената на податоци потребни за интегриран систем за лиење и истурање за да се обезбеди автоматско истурање без проблеми, како што е опишано погоре, претставуваа предизвици за многу добавувачи на опрема во минатото. Но, благодарение на современите машини, дигиталните системи и најдобрите практики, беспрекорното истурање може да се постигне (и се постигнало) брзо со минимално поставување. Главниот услов е некаков облик на „сметководство“ за процесот, обезбедувајќи информации за локацијата на секоја форма во реално време. Системот Monitizer®|CIM (компјутерски интегриран модул) на DISA ја постигнува оваа цел со снимање на секој направен калап и следење на неговото движење низ производствената линија. Како тајмер на процесот, тој генерира серија временски обележани потоци на податоци кои ја пресметуваат позицијата на секој калап и неговата млазница на производствената линија секоја секунда. Доколку е потребно, тој разменува податоци во реално време со системот за контрола на постројката за полнење и други системи за да постигне прецизна синхронизација. Системот DISA извлекува важни податоци за секој калап од базата на податоци CIM, како што се дебелината на калапот и дали може/не може да се истури, и ги испраќа до системот за контрола на постројката за полнење. Користејќи ги овие точни податоци (генерирани откако калапот ќе се екструдира), истурачот може да го помести склопот за истурање во точната положба пред да пристигне калапот, а потоа да започне со отворање на заптивната прачка додека калапот сè уште се движи. Калапот пристигнува на време за да го прими железото од постројката за истурање. Ова идеално време е клучно, односно стопената маса точно ќе стигне до чашата за истурање. Времето на истурање е вообичаено тесно грло на продуктивноста, а со совршено темпирање на почетокот на истурањето, времето на циклусите може да се намали за неколку десетинки од секундата. Системот за лиење DISA, исто така, пренесува релевантни податоци од машината за лиење, како што се моменталната големина на калапот и притисокот на вбризгување, како и пошироки податоци за процесот, како што е компресибилноста на песокот, до Monitizer®|CIM. За возврат, Monitizer®|CIM прима и складира параметри критични за квалитетот за секој калап од фабриката за полнење, како што се температурата на истурање, времето на истурање и успехот на процесите на истурање и инокулација. Ова им овозможува на поединечните форми да бидат обележани како лоши и одвоени пред мешање во системот за тресење. Покрај автоматизирањето на машините за лиење, линиите за лиење и леењето, Monitizer®|CIM обезбедува рамка компатибилна со Industry 4.0 за стекнување, складирање, известување и анализа. Управувањето со леарницата може да гледа детални извештаи и да се продлабочува во податоците за да ги следи проблемите со квалитетот и да поттикнува потенцијални подобрувања. Искуството со беспрекорно леење на Ortrander Ortrander Eisenhütte е семејна леарница во Германија која е специјализирана за производство на одлеаноци од железо со среден обем, висококвалитетни за автомобилски компоненти, тешки печки на дрва и инфраструктура, како и општи делови за машини. Леарницата произведува сиво железо, дуктилно железо и компактно графитно железо и произведува приближно 27.000 тони висококвалитетни одлеаноци годишно, работејќи во две смени пет дена во неделата. „Ортрандер“ управува со четири индукциски печки за топење од 6 тони и три DISA линии за лиење, произведувајќи приближно 100 тони одлеаноци дневно. Ова вклучува кратки производствени циклуси од еден час, понекогаш и помалку за важни клиенти, па затоа шаблонот мора често да се менува. За да се оптимизира квалитетот и ефикасноста, извршниот директор Бернд Х. Вилијамс-Бук инвестираше значителни ресурси во имплементација на автоматизација и аналитика. Првиот чекор беше да се автоматизира процесот на топење и дозирање на железо, надградувајќи три постоечки печки за леење со користење на најновиот систем pourTECH, кој вклучува 3D ласерска технологија, инкубација и контрола на температурата. Печките, линиите за лиење и леење сега се дигитално контролирани и синхронизирани, работејќи речиси целосно автоматски. Кога машината за лиење го менува моделот, контролорот за лиење pourTECH го прашува системот DISA Monitizer®|CIM за новите димензии на калапот. Врз основа на податоците од DISA, контролорот за лиење пресметува каде да го постави јазолот за лиење за секое лиење. Тој точно знае кога првиот нов калап ќе пристигне во фабриката за полнење и автоматски се префрла на новата секвенца на лиење. Ако шаблонот го достигне крајот на својот удар во кое било време, машината DISAMATIC® запира и шаблонот автоматски се враќа. Кога првиот нов калап ќе се извади од машината, операторот е предупреден за да може визуелно да провери дали е во правилна положба. Предности на беспрекорно леење Традиционалните процеси на рачно леење или помалку сложените автоматизирани системи можат да резултираат со изгубено време за производство за време на промените на моделите, што е неизбежно дури и со брзи промени на калапот на машина за лиење. Рачното ресетирање на калапите за истурање е побавно, бара повеќе оператори и е склоно кон грешки како што е разлевање. Ортрандер открил дека при рачно флаширање, неговите вработени на крајот се заморувале, ја губеле концентрацијата и правеле грешки, како што е опуштање. Беспрекорната интеграција на лиењето и истурањето овозможува побрзи, поконзистентни и поквалитетни процеси, а воедно го намалува отпадот и времето на застој. Со Ортрандер, автоматското полнење ги елиминира трите минути потребни претходно за прилагодување на положбата на единицата за полнење за време на промените на моделите. Целиот процес на конверзија порано траеше 4,5 минути, рече г-дин Вилијамс-Бук. Помалку од две минути денес. Со менување помеѓу 8 и 12 модели по смена, вработените во Ортрандер сега поминуваат околу 30 минути по смена, што е половина помалку од порано. Квалитетот се подобрува преку поголема конзистентност и можност за континуирано оптимизирање на процесите. Ортрандер го намали отпадот за приближно 20% со воведување на бесшумно леење. Покрај намалувањето на времето на застој при промена на моделите, целата линија за лиење и леење бара само две лица наместо претходните три. Во некои смени, три лица можат да управуваат со две комплетни производствени линии. Мониторингот е скоро сè што прават овие работници: освен изборот на следниот модел, управувањето со мешавините од песок и транспортот на стопената маса, тие имаат малку рачни задачи. Друга придобивка е намалената потреба од искусни вработени, кои тешко се наоѓаат. Иако автоматизацијата бара одредена обука на операторите, таа им обезбедува на луѓето критични информации за процесот што им се потребни за да донесуваат добри одлуки. Во иднина, машините може да ги донесат сите одлуки. Дивиденди од податоци од бесшумно леење Кога се обидуваат да го подобрат процесот, леарниците честопати велат: „Го правиме истото на ист начин, но со различни резултати“. Значи, тие леат на иста температура и ниво 10 секунди, но некои одлеаноци се добри, а некои се лоши. Со додавање на автоматизирани сензори, собирање временски обележани податоци за секој параметар на процесот и следење на резултатите, интегрираниот систем за беспрекорно леење создава синџир од поврзани податоци за процесот, олеснувајќи го идентификувањето на основните причини кога квалитетот почнува да се влошува. На пример, ако се појават неочекувани вклучувања во серија дискови за сопирачки, менаџерите можат брзо да проверат дали параметрите се во прифатливи граници. Бидејќи контролерите за машината за леење, постројката за леење и други функции како што се печките и мешалките за песок работат заедно, податоците што ги генерираат може да се анализираат за да се идентификуваат врските низ целиот процес, од својствата на песокот до квалитетот на конечната површина на леењето. Еден можен пример е како нивото на истурање и температурата влијаат на полнењето на калапот за секој поединечен модел. Резултирачката база на податоци, исто така, ги поставува темелите за идната употреба на техники за автоматизирана анализа како што се машинско учење и вештачка интелигенција (ВИ) за оптимизирање на процесите. Ortrander собира податоци за процесот во реално време преку машински интерфејси, мерења на сензори и тест примероци. За секое леење на калап, се собираат околу илјада параметри. Претходно, таа само го евидентираше времето потребно за секое истурање, но сега точно знае кое е нивото на млазницата за истурање секоја секунда, што му овозможува на искусниот персонал да испита како овој параметар влијае на другите индикатори, како и на конечниот квалитет на леењето. Дали течноста се исцедува од млазницата за истурање додека се полни калапот или млазницата за истурање е полна до речиси константно ниво за време на полнењето? Ortrander произведува од три до пет милиони калапи годишно и собра огромна количина на податоци. Ortrander, исто така, складира повеќе слики од секое истурање во базата на податоци pourTECH во случај на проблеми со квалитетот. Наоѓањето начин за автоматско оценување на овие слики е идна цел. Заклучок. Истовременото автоматизирано обликување и истурање резултира со побрзи процеси, поконзистентен квалитет и помалку отпад. Со непречено леење и автоматско менување на шаблонот, производствената линија работи ефикасно автономно, барајќи само минимален рачен напор. Бидејќи операторот игра надзорна улога, потребен е помалку персонал. Бесшевното леење сега се користи на многу места низ целиот свет и може да се примени во сите модерни леарници. Секоја леарница ќе бара малку поинакво решение прилагодено на нејзините потреби, но технологијата за нејзино имплементирање е добро докажана, моментално достапна од DISA и нејзиниот партнер pour-tech AB, и не бара многу работа. Може да се изврши работа по нарачка. Зголемената употреба на вештачка интелигенција и интелигентна автоматизација во леарниците е сè уште во фаза на тестирање, но како што леарниците и производителите на оригинална опрема (OEM) собираат повеќе податоци и дополнително искуство во текот на следните две до три години, транзицијата кон автоматизација значително ќе се забрза. Сепак, ова решение во моментов е опционално, бидејќи интелигенцијата на податоците е најдобриот начин за оптимизирање на процесите и подобрување на профитабилноста, поголемата автоматизација и собирање податоци стануваат стандардна практика, а не експериментален проект. Во минатото, најголемите предности на леарницата беа нејзиниот модел и искуството на нејзините вработени. Сега кога беспрекорното леење е комбинирано со поголема автоматизација и системи од Индустрија 4.0, податоците брзо стануваат трет столб на успехот на леарницата.
—Искрено им се заблагодаруваме на pour-tech и Ortrander Eisenhütte за нивните коментари за време на подготовката на овој напис.
Да, сакам да го добивам двонеделниот билтен на Foundry-Planet со сите најнови вести, тестови и извештаи за производи и материјали. Плус специјални билтени – сите со бесплатно откажување во секое време.